高中生物习题教学中学生批判性思维的培养方法
2022-06-08
摘 要 阐述借助高中生物习题培养学生批判性思维的方法，在“功利”的同时强调生物教学中批判性思维培养的重要性。
教育期刊网http://www.jyqkw.com/
关键词 高中生物习题 批判性思维 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标志码 A
当下较多的学生倾向于接受已有的结论，这种被动的思维倾向使学生不关心知识的来龙去脉，更缺乏对课本知识或权威提出质疑的内在动力。
《普通高中生物课程标准（实验）》的基本理念和课程目标中均提出：倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的改变，逐步培养学生批判性思维的能力等，并具体表现在教材中，如在人教版生物必修1第111页和必修2第70、82页以及必修3第26页中都设立了“批判性思维”栏。
1 批判性思维的含义
批判性思维是一种思维过程、思维方法，具有积极思考、自主分析和提出新见的特征，通过求证、反思等手段，培养学生合理质疑和科学批判的能力。教师要培养学生的批判性思维，可以从精神和技能这两个方面出发，对学生进行形式多样的培养、训练，达到让学生主动质疑、批判、自主思考的目的，从而提高学生的科学思维品质，促进其科学素养的提高。批判性精神是批判性思维的特点，是批判性思维产生和发展的动力；批判性技能是进行有效的批判性思维活动所具备的方法和策略，并在此基础上发展成提出批判性问题的能力、谬误分析的能力等。
2 培养学生批判性思维的意义
2.1 有利于增强学生学习能力
高中生物课标强调，在教学过程中要不断培养学生的批判性思维能力，这不仅能够增强学生对生物相关知识的理解，还能帮助学生构建相关的生物知识框架。如在理解生物知识本源时，学生就可以运用生物学的理论知识解释生活中的客观现象，然后运用生物思维对其进行概括、总结、归纳出相关的生物知识。
2.2 有利于提高学生学习主动性
在学习过程中，如果学生质疑课本上的知识，学生就会不断提出问题。而不断提出问题的过程就是不断主动学习的过程。学生不断解决自己提出的疑问时，学习效率也就不断增加，并不断体验到成功的喜悦。这样就形成良性循环，学生学习的主动性也就得到了提升。
2.3 有利于学生创造性思维的培养
批判性思维和创造性思维是人的思维的两种基本类型，批判性思维是创造性思维的基础，创造性思维是批判性思维的发展，批判是创造的主要源泉。教师只有对学生进行批判性思维能力的训练，他们的创造性思维才会有创新的方向，才能提高其创造性思维的准确度，创新往往来源于批判。
3 高中生物习题教学中学生批判性思维的培养方法
在高中生物学教学时，教师可利用人教版教材中“批判性思维”栏目、开放性的习题等专门的栏目和问题来达到培养学生批判性思维的能力。也可以提供一些有争议的观点要求学生发表自己的看法，如生物科技的利弊的辩论等，或利用图表题等培养批判性思维。
3.1 利用人教版教材中“批判性思维”栏目培养学生批判性思维
虽然人教版高中生物教材上“批判性思维”的栏目只有4个，但在教学中，教师应把批判性思维的培养融合到整个教学中。人教版教材中“批判性思维”的内容如表1。
3.1.1 为学生提供自己发现问题、自己思考的机会
学生通过模拟实验“细胞大小与物质运输的关系”知道了细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低的结论。再通过教材批判性思维问题引导学生思考：“既然细胞越小，细胞表面积相对就越大，细胞的物质运输的效率就越高，细胞体积不是越小越好吗？”这样可以使学生把所学的内容与问题联系起来。通过问题引起学生的注意，然后启发学生再思考，从而达到培养学生批判性思维的能力。如教师可以给出一段材料或者是图片，让学生进行分析并提出问题。学生主动提出问题，要比教师直接给出结论效果要好的多。
3.1.2 引出学生的不同观点，并使之理解
学生在学习完“基因、蛋白质与形状的关系”这个知识点后，教师给出问题“你如何评价基因决定生物体的性状这一观点？”这时一大部分学生给出的观点就是“基因决定生物性状”，少部分的学生可能会考虑到环境对性状的作用。教师应该对后一个答案让学生进一步的探讨，然后组织学生集体讨论出正确的答案，即性状的形成往往是内因与外因共同作用的结果，其中内因起决定作用。教师要引导学生敢于追求新的观念，借助实证理解不同观点。
3.1.3 确保探讨课题的时间，在反思中成长
在学习完基因突变这一个知识点后，教师给出问题“有人认为，自然条件下基因突变率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，因此，它不可能为生物的进化提供原材料。你认为这样的看法正确吗？为什么？”这相当于一个反思性的问题，其实批判性思维也是一种反思性行为，课题的解决也要经过反复的思考。基因突变对生物有害还是有利，学生可以举出很多的例子来证明，但是能不能为生物进化提供原材料学生可能要争论很久。通过这个探讨的过程学生才能理解。
3.1.4 引出证据和根据，培养批判性思维
通过“实例一：血糖平衡的调节”的学习，学生理解了血糖的来源和去路，然后教师给出问题“既然血糖是提供能量的，血糖越多，能量供应就越充足，血糖含量不是越高越好吗？对此你持什么观点？你的论据是什么？”学生很容易回答出血糖不是越高越好，这里关键的问题是如何证明自己的观点。联系激素的作用可以进行血糖调节，教师引入血糖调节的模型实验，让学生通过实验回答问题，能很好地培养学生批判性思维。
教师可以设计相关上述类似的题目来进行教学，培养学生的批判性思维。如：蓝藻中有叶绿体，因为它能进行光合作用。蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定的功能发生改变。分子的双螺旋被解开时，其功能也将失去。在蛋白质合成旺盛的细胞中DNA分子多，转录成的mRNA分子也多，从而翻译成的蛋白质就多，如胰腺细胞与口腔上皮细胞相比较就是如此。真核生物进行有性生殖时，后代从双亲各获得一半的DNA。凋亡细胞内的基因表达都下降等。 3.2 利用开放性习题培养学生批判性思维
如人教版生物必修1第一章第二节细胞的多样性和统一性“练习”的“拓展题”和章末“自我检测”中的“思维拓展”。
拓展题：目前，对基因的研究可以说如火如荼，方兴未艾。既然生物科学的研究已经深入到基因水平，还需要研究细胞吗？说说你的看法。
思维拓展：生命系统是由许多层次组成，其实我们周围世界各种事物的结构或组成与此类似。你能图示你所在的学校的组成层次和相互关系吗？由此，你体会到以系统的视角分析各种事物的好处有哪些？
从上面的题目中，可以看出拓展题目开放性比较大，教师在教学时也不必给出标准答案，但是要根据学生的具体情况把握教学的深度。通常在教学中学生练习的习题都是封闭式，有固定的标准答案，这种类型的题目容易将受试者预设、囚禁在有限的答案选择中，而忽略受试者在作答时可能牵涉其中的个人人格特质、兴趣、情感、专长而在开放度上受到限制。在这种惯性的影响下，学生往往也会产生一种凡是题中出现的条件都要用上的思维定势，不能对题目进行逻辑推理分析。
开放性习题与封闭式的习题不同，开放题中的有用信息和无用信息是混在一起，会产生干扰因素。这就要求学生在解题时，需要认真分析信息与问题的关系，舍弃无用信息，充分利用有用信息，提高鉴别能力，从而培养学生思维的批判性。
生物学科是一门以实验为基础的学科，实验的开放性能很好地培养学生批判性思维技能，所以教师还可以设计一些实验方面的习题。如实验过程中是否能确认变量，找到关键的变量来判断学生是否只会用唯一的答案原因形成单一的见解，是否能用多观点，系统看待问题。
3.3 利用概念辨析习题培养学生的批判性思维
缺乏批判性思维的学生往往表现为缺乏辨别正误、区别真伪的信心，缺乏敢于质疑的态度。在教学实践中发现，概念辨析这种题型能将混淆的现象、概念和规律紧密联系在一起。除教材中的“概念检测”题外，教师还可将容易混淆的知识有针对性地设计为概念辨析题，让学生经常性地辨析容易混淆的知识。通过不断地辨析对比，促进学生掌握辨析的方法，提高学生辨别是非的能力，从而培养学生敢于质疑的态度。
例：澳洲大陆原来没有仙人掌植物，当地人曾从美洲引种作篱笆用，结果仙人掌大量繁殖，侵吞农田。这一实例突出地说明了生物的哪一种特征（ ）
A. 遗传和变异
B. 生殖和发育
C. 生长和应激性
D. 适应一定环境和影响环境
从本题立意和考查要求看，主要体现了2个方面：① 抓住了学生的薄弱点，就生物的特征而言，应激性和适应性是较容易混淆的概念，学生只有真正理解应激性和适应性的本质才能做出正确的判断；② 渗透了概念辨析的基本方法――排除法，根据生物的特征可排除A、B选项，在C和D选项中只要辨析好应激性和适应性就可得出正确选项。本题通过对应激性和适应性的辨析以及排除法的应用，培养了学生的质疑态度，有利于学生“批判性思维”的培养。
3.4 利用图表题培养学生的批判性思维
图表题是一种客观传递数据和信息的形式，有些数据与问题有直接关系，有些数据看起来与问题没有关系，实质存在着一定的间接关系。学生通过对图表中数据和信息进行多种角度的分析、解读，对获得的信息进行选择、评价和判断，根据问题进行推论，形成合理假设，然后归纳出支持问题的理由和根据。这种严格的思维过程，有利于培养学生具有判断论据的准确性和可靠性的意识与批判性思维能力。在生物高考试题中有很多此类图表分析的题目，学生只有具备了批判性思维的技能，才能更好地解答。通过这类题的练习有利于培养学生思维的批判性，提高学生去伪存真、明辨是非的能力。在人教版教材有很多这种类型的题目，教师在教学中要充分地利用以更好地培养学生思维。
例：图1是有白化和色盲两种遗传病的家族系谱图。假设白化病的致病基因为a，色盲的致病基因为b，请回答：Ⅲ-8、Ⅲ-10的可能基因型是什么？如果Ⅲ-8和Ⅲ-10结婚，子女中只患一种病的概率是多少？同时患两种病的概率是多少？
本题是涉及基因分离定律、基因自由组合定律、伴性遗传等多个知识点的题。批判性思维较差或没有批判性思维的学生看到题目，会认为此题实在太难根本学不会，要求教师多讲几遍记住就可以了。此时，教师一定要引导学生从生物学的遗传规律出发，结合数学概率中的加法定律、乘法定律，寻找出解决问题的途径。对于具有批判性思维倾向的学生，教师要多加鼓励，适当提示关键点。对于批判性思维较强的学生，教师要充分发挥他们的思维空间，让他们全方位、多角度地去发掘解题方法。最后一定要集中这部分学生的解题结果，全面透彻地进行评价。在问题解决之后，教师要善于引导学生对不同的解题思路和方法进行分析总结，让学生在分析总结中接受敢于批判的思想，激活学生的批判精神。
在教学中，教师不仅要选择一些好的习题来训练学生的思维，并且还有给予足够的时间学生思考和交流，让学生能够自由的表达他们的见解，这样才能提高学生的批判性思维能力。
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关键词 高中生物习题 批判性思维 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标志码 A
当下较多的学生倾向于接受已有的结论，这种被动的思维倾向使学生不关心知识的来龙去脉，更缺乏对课本知识或权威提出质疑的内在动力。
《普通高中生物课程标准（实验）》的基本理念和课程目标中均提出：倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的改变，逐步培养学生批判性思维的能力等，并具体表现在教材中，如在人教版生物必修1第111页和必修2第70、82页以及必修3第26页中都设立了“批判性思维”栏。
1 批判性思维的含义
批判性思维是一种思维过程、思维方法，具有积极思考、自主分析和提出新见的特征，通过求证、反思等手段，培养学生合理质疑和科学批判的能力。教师要培养学生的批判性思维，可以从精神和技能这两个方面出发，对学生进行形式多样的培养、训练，达到让学生主动质疑、批判、自主思考的目的，从而提高学生的科学思维品质，促进其科学素养的提高。批判性精神是批判性思维的特点，是批判性思维产生和发展的动力；批判性技能是进行有效的批判性思维活动所具备的方法和策略，并在此基础上发展成提出批判性问题的能力、谬误分析的能力等。
2 培养学生批判性思维的意义
2.1 有利于增强学生学习能力
高中生物课标强调，在教学过程中要不断培养学生的批判性思维能力，这不仅能够增强学生对生物相关知识的理解，还能帮助学生构建相关的生物知识框架。如在理解生物知识本源时，学生就可以运用生物学的理论知识解释生活中的客观现象，然后运用生物思维对其进行概括、总结、归纳出相关的生物知识。
2.2 有利于提高学生学习主动性
在学习过程中，如果学生质疑课本上的知识，学生就会不断提出问题。而不断提出问题的过程就是不断主动学习的过程。学生不断解决自己提出的疑问时，学习效率也就不断增加，并不断体验到成功的喜悦。这样就形成良性循环，学生学习的主动性也就得到了提升。
2.3 有利于学生创造性思维的培养
批判性思维和创造性思维是人的思维的两种基本类型，批判性思维是创造性思维的基础，创造性思维是批判性思维的发展，批判是创造的主要源泉。教师只有对学生进行批判性思维能力的训练，他们的创造性思维才会有创新的方向，才能提高其创造性思维的准确度，创新往往来源于批判。
3 高中生物习题教学中学生批判性思维的培养方法
在高中生物学教学时，教师可利用人教版教材中“批判性思维”栏目、开放性的习题等专门的栏目和问题来达到培养学生批判性思维的能力。也可以提供一些有争议的观点要求学生发表自己的看法，如生物科技的利弊的辩论等，或利用图表题等培养批判性思维。
3.1 利用人教版教材中“批判性思维”栏目培养学生批判性思维
虽然人教版高中生物教材上“批判性思维”的栏目只有4个，但在教学中，教师应把批判性思维的培养融合到整个教学中。人教版教材中“批判性思维”的内容如表1。
3.1.1 为学生提供自己发现问题、自己思考的机会
学生通过模拟实验“细胞大小与物质运输的关系”知道了细胞体积越大，其相对表面积越小，细胞的物质运输的效率就越低的结论。再通过教材批判性思维问题引导学生思考：“既然细胞越小，细胞表面积相对就越大，细胞的物质运输的效率就越高，细胞体积不是越小越好吗？”这样可以使学生把所学的内容与问题联系起来。通过问题引起学生的注意，然后启发学生再思考，从而达到培养学生批判性思维的能力。如教师可以给出一段材料或者是图片，让学生进行分析并提出问题。学生主动提出问题，要比教师直接给出结论效果要好的多。
3.1.2 引出学生的不同观点，并使之理解
学生在学习完“基因、蛋白质与形状的关系”这个知识点后，教师给出问题“你如何评价基因决定生物体的性状这一观点？”这时一大部分学生给出的观点就是“基因决定生物性状”，少部分的学生可能会考虑到环境对性状的作用。教师应该对后一个答案让学生进一步的探讨，然后组织学生集体讨论出正确的答案，即性状的形成往往是内因与外因共同作用的结果，其中内因起决定作用。教师要引导学生敢于追求新的观念，借助实证理解不同观点。
3.1.3 确保探讨课题的时间，在反思中成长
在学习完基因突变这一个知识点后，教师给出问题“有人认为，自然条件下基因突变率很低，而且大多数基因突变对生物体是有害的，因此，它不可能为生物的进化提供原材料。你认为这样的看法正确吗？为什么？”这相当于一个反思性的问题，其实批判性思维也是一种反思性行为，课题的解决也要经过反复的思考。基因突变对生物有害还是有利，学生可以举出很多的例子来证明，但是能不能为生物进化提供原材料学生可能要争论很久。通过这个探讨的过程学生才能理解。
3.1.4 引出证据和根据，培养批判性思维
通过“实例一：血糖平衡的调节”的学习，学生理解了血糖的来源和去路，然后教师给出问题“既然血糖是提供能量的，血糖越多，能量供应就越充足，血糖含量不是越高越好吗？对此你持什么观点？你的论据是什么？”学生很容易回答出血糖不是越高越好，这里关键的问题是如何证明自己的观点。联系激素的作用可以进行血糖调节，教师引入血糖调节的模型实验，让学生通过实验回答问题，能很好地培养学生批判性思维。
教师可以设计相关上述类似的题目来进行教学，培养学生的批判性思维。如：蓝藻中有叶绿体，因为它能进行光合作用。蛋白质肽链的盘曲和折叠被解开时，其特定的功能发生改变。分子的双螺旋被解开时，其功能也将失去。在蛋白质合成旺盛的细胞中DNA分子多，转录成的mRNA分子也多，从而翻译成的蛋白质就多，如胰腺细胞与口腔上皮细胞相比较就是如此。真核生物进行有性生殖时，后代从双亲各获得一半的DNA。凋亡细胞内的基因表达都下降等。 3.2 利用开放性习题培养学生批判性思维
如人教版生物必修1第一章第二节细胞的多样性和统一性“练习”的“拓展题”和章末“自我检测”中的“思维拓展”。
拓展题：目前，对基因的研究可以说如火如荼，方兴未艾。既然生物科学的研究已经深入到基因水平，还需要研究细胞吗？说说你的看法。
思维拓展：生命系统是由许多层次组成，其实我们周围世界各种事物的结构或组成与此类似。你能图示你所在的学校的组成层次和相互关系吗？由此，你体会到以系统的视角分析各种事物的好处有哪些？
从上面的题目中，可以看出拓展题目开放性比较大，教师在教学时也不必给出标准答案，但是要根据学生的具体情况把握教学的深度。通常在教学中学生练习的习题都是封闭式，有固定的标准答案，这种类型的题目容易将受试者预设、囚禁在有限的答案选择中，而忽略受试者在作答时可能牵涉其中的个人人格特质、兴趣、情感、专长而在开放度上受到限制。在这种惯性的影响下，学生往往也会产生一种凡是题中出现的条件都要用上的思维定势，不能对题目进行逻辑推理分析。
开放性习题与封闭式的习题不同，开放题中的有用信息和无用信息是混在一起，会产生干扰因素。这就要求学生在解题时，需要认真分析信息与问题的关系，舍弃无用信息，充分利用有用信息，提高鉴别能力，从而培养学生思维的批判性。
生物学科是一门以实验为基础的学科，实验的开放性能很好地培养学生批判性思维技能，所以教师还可以设计一些实验方面的习题。如实验过程中是否能确认变量，找到关键的变量来判断学生是否只会用唯一的答案原因形成单一的见解，是否能用多观点，系统看待问题。
3.3 利用概念辨析习题培养学生的批判性思维
缺乏批判性思维的学生往往表现为缺乏辨别正误、区别真伪的信心，缺乏敢于质疑的态度。在教学实践中发现，概念辨析这种题型能将混淆的现象、概念和规律紧密联系在一起。除教材中的“概念检测”题外，教师还可将容易混淆的知识有针对性地设计为概念辨析题，让学生经常性地辨析容易混淆的知识。通过不断地辨析对比，促进学生掌握辨析的方法，提高学生辨别是非的能力，从而培养学生敢于质疑的态度。
例：澳洲大陆原来没有仙人掌植物，当地人曾从美洲引种作篱笆用，结果仙人掌大量繁殖，侵吞农田。这一实例突出地说明了生物的哪一种特征（ ）
A. 遗传和变异
B. 生殖和发育
C. 生长和应激性
D. 适应一定环境和影响环境
从本题立意和考查要求看，主要体现了2个方面：① 抓住了学生的薄弱点，就生物的特征而言，应激性和适应性是较容易混淆的概念，学生只有真正理解应激性和适应性的本质才能做出正确的判断；② 渗透了概念辨析的基本方法――排除法，根据生物的特征可排除A、B选项，在C和D选项中只要辨析好应激性和适应性就可得出正确选项。本题通过对应激性和适应性的辨析以及排除法的应用，培养了学生的质疑态度，有利于学生“批判性思维”的培养。
3.4 利用图表题培养学生的批判性思维
图表题是一种客观传递数据和信息的形式，有些数据与问题有直接关系，有些数据看起来与问题没有关系，实质存在着一定的间接关系。学生通过对图表中数据和信息进行多种角度的分析、解读，对获得的信息进行选择、评价和判断，根据问题进行推论，形成合理假设，然后归纳出支持问题的理由和根据。这种严格的思维过程，有利于培养学生具有判断论据的准确性和可靠性的意识与批判性思维能力。在生物高考试题中有很多此类图表分析的题目，学生只有具备了批判性思维的技能，才能更好地解答。通过这类题的练习有利于培养学生思维的批判性，提高学生去伪存真、明辨是非的能力。在人教版教材有很多这种类型的题目，教师在教学中要充分地利用以更好地培养学生思维。
例：图1是有白化和色盲两种遗传病的家族系谱图。假设白化病的致病基因为a，色盲的致病基因为b，请回答：Ⅲ-8、Ⅲ-10的可能基因型是什么？如果Ⅲ-8和Ⅲ-10结婚，子女中只患一种病的概率是多少？同时患两种病的概率是多少？
本题是涉及基因分离定律、基因自由组合定律、伴性遗传等多个知识点的题。批判性思维较差或没有批判性思维的学生看到题目，会认为此题实在太难根本学不会，要求教师多讲几遍记住就可以了。此时，教师一定要引导学生从生物学的遗传规律出发，结合数学概率中的加法定律、乘法定律，寻找出解决问题的途径。对于具有批判性思维倾向的学生，教师要多加鼓励，适当提示关键点。对于批判性思维较强的学生，教师要充分发挥他们的思维空间，让他们全方位、多角度地去发掘解题方法。最后一定要集中这部分学生的解题结果，全面透彻地进行评价。在问题解决之后，教师要善于引导学生对不同的解题思路和方法进行分析总结，让学生在分析总结中接受敢于批判的思想，激活学生的批判精神。
在教学中，教师不仅要选择一些好的习题来训练学生的思维，并且还有给予足够的时间学生思考和交流，让学生能够自由的表达他们的见解，这样才能提高学生的批判性思维能力。